Электрический тахометр переменного тока

Ток в рамке должен быть сдвинут относи­тельно магнитного потока неподвижной ка­тушки на 90°. При этом, если ось рамки сов­падает с направлением вектора магнитного потока, момент отсутствует и рамка находится в равновесии. Это положение рамки со стрелкой соответствует середине шкалы. С изменением скорости вращения или частоты питающего сигнала изменяется сдвиг фаз между током рамки и потоком возбуждения. Соответственно смещается равновесное поло­жение рамки, что вызывает ее поворот. Для уменьшения относительной погрешности и по­вышения линейности характеристики в тахометре диапазон разбит на шесть поддиа­пазонов, причем для каждого предусмотрена отдельная группа емкостей и сопротивлений. Переключение поддиапазонов может быть произведено вручную или автоматически ша­говым искателем.

В свою очередь электрические тахометры постоянного тока бывают: тахогенератор и вольтметр, тахометрическая мостовая схема с электродвигателем постоянного тока.

№ 37

Назначение, принцип действия, конструкция измерительных преобразователей пьезодатчиков

Работа пьезоэл. датчика основана на пьезоэлектрическом эффекте. Сущность его заключается в том, что на гране некоторых кристаллов при их сжатии или растяжении появляются заряды, подобные поляризационным. В качестве материалов для датчиков применяют кварц, титонат бария и др. Пьезоэл датчики относятся к датчикам генераторного типа (входная величина – сила, выходная – количество электричества).

Различают прямой и обратный пьезоэл. эффект. Прямой – состоит в том что под влиянием механических напряжений на грани некоторых кристаллов появляются Эл заряды. При снятии усилий кристалл возвращается в ненаэлетролизованное состояние. Обратный – при внесении пьезокристалла в Эл поле, силовые линии которого совпадают с направлением пьезоэл оси, происходит изменение геом размеров кристалла (сжатие или растяжение).

Прямой пьезоэффект используют для измерений быстропротекающих динамических процессов. Большое применение получили пьезоадаптеры, монометры и т.д.

Обратный нашел применение в ультразвуковых генераторах.

Пьезоэл датчики имеют достоинства: малые габариты, простую конструкцию, надежность в работе, возможностью измерения быстропеременных нагрузок.

На рисунке показан разрез пьезоэлектрического датчика силы. Действие датчика основана на преобразовании силы сжатия пьезокристала в изменение Эл заряда на его гранях. Измеряемая усилие F воспринимается мембраной 1, которая одновременно служит дном корпуса пьезодатчика. Чувствительным элементом датчика являются пластинки 2 из кварца соединенные параллельно. В качестве положительного электрода служат наружные обкладки кварцевых пластин. Средняя обкладка изолируется относительно корпуса с помощью кварца, обладающего большим удельным сопротивлением. Отрицательный потенциал снимаемый с латунной фольги 3 подается на вход электронной измерительной схемы, через соединительный экранированный кабель 4. 5 – специальная пробка закрывающая отверстие. Чувствительность пьезодатчика при параллельном соединении пластинок.

, где К0 – пьзоэл постоянная (пьезомодуль); n – число параллельно соединенных пластин; C0 – емкость одной пластины (датчика); Свх – емкость измерительной цепи (емкость проводов, соединительного кабеля, промежутка сетка – катод усилительной лампы).

Емкость датчика определяется как емкость плоскопарального конденсатора:

, где ε – диэлектрическая постоянная материала пластин, Sx – площадь грани, перпендикулярной оси Х, d – толщина пластинки в направлении оси Х.

При параллельном соединении пластинок напряжение между обкладками (между гранями гранями Sx)

,

- чувствительность датчика.

№ 38